光伏电池串及其制备方法、串焊设备和光伏组件技术

本发明专利技术涉及光伏电池串及其制备方法、串焊设备和光伏组件，一种光伏电池串，电池串中的光伏电池通过由主栅线和辅助线构成的多主栅互联结构与相邻的光伏电池进行连接，多主栅互联结构与光伏电池通过连接点连接。该制备方法为首先将辅助线布线至主栅线上构成多主栅互联结构，将多主栅互联结构布线至第一光伏电池表面；然后将第二光伏电池的背面的辅助线布线主栅线上，然后将第二光伏电池与多主栅互联结构进行连接。该串焊设备包括增设的辅助线布线机构和辅助线焊接机构。该光伏组件包括上述的光伏电池串和封装光伏电池串的封装材料。有益效果是：辅助线的设计使得较少的连接点即可保持主栅线位置的稳定，可以大幅度降低Ag浆耗量。量。量。

【技术实现步骤摘要】
光伏电池串及其制备方法、串焊设备和光伏组件


[0001]本专利技术涉及光伏
，特别是一种光伏电池串及其制备方法、串焊设备和光伏组件。

技术介绍

[0002]近年来光伏新能源的应用发展迅猛。和储能、电动车、充电桩等技术结合，新的模式将实现光伏发电的就地消纳，因此屋顶分布式和建筑一体化光伏(BIPV)，将成为光伏应用的下一个重点。
[0003]屋顶光伏以及BIPV由于应用面积有限，因此，需要更加高效的电池和组件。在下一代电池当中，最有潜力的新电池应当是TOPCON和异质结电池。在下一代组件技术当中，组件效率最高的当属叠瓦组件。
[0004]目前，这三种技术都存在着成本过高的问题。和主流的PREC技术相比，异质结电池的Ag浆耗量增加了150％，TOPCON电池的Ag浆耗量增加了50％。当这些电池和叠瓦技术结合进行组件封装的时候，Ag浆耗量还要进一步增加。
[0005]如何降低Ag浆耗费量是光伏行业发展和BIPV屋顶光伏发展的核心瓶颈。能不能降低Ag浆耗量，将高效电池组件做到又好又便宜？这是现在光伏产业最大的挑战。
[0006]现有的光伏电池按有无主栅可分为有主栅光伏电池和无主栅光伏电池，有主栅光伏电池的表面除了具有沿第二方向延伸的电池细栅线外还有沿第二方向延伸的电池主栅线，无主栅光伏电池的表面只有沿第二方向延伸的电池细栅线。
[0007]多主栅光伏技术方案通常是指光伏电池通过6条以上主栅焊带进行互联，不仅可以减少光伏电池表面遮挡，增加了受光面积，减少电流在细栅中经过的距离，还可以有效降低组件的串联电阻，减少每条主栅承载的电流，电阻损耗更小，转换效率更高。多主栅光伏技术方案中使用的光伏电池可以是有主栅光伏电池也可以是无主栅光伏电池，使用的多主栅焊带通常为镀锡铜带，相比传统扁形焊带，直径很小，焊接对位难度大。
[0008]图1所示是一种常见多主栅光伏组件中的光伏电池串，使用的光伏电池为有主栅光伏电池，在光伏电池的表面具有与多主栅焊带对应的由Ag浆组成的电池主栅，为节省Ag浆，电池主栅采用细电池主栅设计，为增加多主栅焊带与细电池主栅的焊接可靠性，一般还需要在细电池主栅上设计10个焊盘，焊盘和细电池主栅均使用Ag浆材料。针对具有9条细电池主栅的9BB多主栅光伏电池，电池主栅浆料占Ag浆耗量的40％左右，是电池浆料成本的重要来源。
[0009]无主栅光伏电池相比传统的有主栅光伏电池，因为节省了电池主栅线，可以实现降低的Ag浆耗量的效果，进而降低成本。
[0010]但是现有的使用无主栅光伏电池的多主栅光伏技术方案还是存在成本较高的问题，具体如下：
[0011]现有的使用无主栅光伏电池的多主栅光伏组件技术有两种，第一种以中国专利文献CN104716213B公开的无主栅光伏电池技术为代表，采用导电胶涂敷在多主栅的Cu导线表
面，直接和金属细栅线(Ag细栅线)形成良好的导体接触。这种方法有效地去除了电池主栅线，节省了电池Ag耗。但涂敷在多主栅Cu带上的导电胶成本偏高，阻碍了最终的降低成本的效果。
[0012]第二种以瑞士梅耶博格公司的智能导线技术，通过增加一层胶膜，将多主栅Cu带粘附在胶膜上，再用胶膜将Cu带固定在电池表面，形成Cu带和金属细栅线/导电膜的良好导电接触。这种解决方案的缺陷在于这层胶膜的价格过高，同时增加了工艺制程成本，实际降低成本的效果有限。

技术实现思路

[0013]本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种光伏电池串及其制备方法和光伏组件，解决光伏电池组件金属化成本过高的问题。
[0014]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种光伏电池串，包括相邻的两块光伏电池，相邻的两块光伏电池分为第一光伏电池和第二光伏电池，光伏电池为无主栅光伏电池，第一光伏电池的表面具有多主栅互联结构，多主栅互联结构具有沿第一方向延伸并沿第二方向间隔排布的n1根导电的主栅线和沿第二方向延伸的n2根辅助线，辅助线与n1根主栅线连接为一个整体，n1根主栅线的一侧具有延伸出第一光伏电池的表面的延伸段，用于与相邻的第二光伏电池进行连接，多主栅互联结构与第一光伏电池的表面通过n3个导电或非导电的连接点进行连接，n1≥2，n2≥1，n3≥2。
[0015]辅助线的材质是金属或非金属。
[0016]一旦n1根主栅线通过辅助线结合为一个整体，就只需要由少量的连接点就可以将整个多主栅互联结构稳定地固定在光伏电池的表面。
[0017]该技术方案普遍适用于各种高效电池，如常见的异质结电池、钝化接触TOPCON电池、背结IBC电池、钙钛矿电池、及其他薄膜和晶体硅的叠层电池等。尤其有利于在异质结电池上实施，拉近异质结电池和常规PERC电池的材料成本差距。
[0018]进一步限定，n1根主栅线的一侧的延伸段与第二光伏电池的极性相反的表面的背电极直接焊接连接，主栅线为焊带，背电极是指光伏电池背面的电池主栅或全背电极。
[0019]或是，n1根主栅线的一侧的延伸段上具有沿第二方向延伸的n4根辅助线，n4根辅助线与n1根主栅线连接为一个整体，多主栅互联结构与第二光伏电池的极性相反的表面通过n5个导电或非导电的连接点进行连接，n4≥1，n5≥2。
[0020]更进一步限定，在第一光伏电池的表面，至少一根辅助线位于n1根主栅线的端部位置，在第二光伏电池的表面，至少一根辅助线位于n1根主栅线的延伸段的端部位置。
[0021]进一步限定，主栅线位于辅助线和光伏电池之间。
[0022]进一步限定，辅助线与主栅线通过焊接或粘接的方式在相交处形成连接关系。多主栅互联结构与第一光伏电池的表面的连接点通过焊接或粘接的方式形成。焊接包括合金热焊接、超声焊、摩擦焊、电阻焊和激光焊等，粘结包括热熔胶粘结、硅胶粘结、丙烯酸胶粘结、UV胶粘结和环氧胶粘结等。
[0023]进一步限定，n1根主栅线的端部位置的辅助线为排布在最外侧的一根主栅线的弯折部分。
[0024]进一步限定，主栅线为低温焊带，低温焊带的焊接温度与光伏组件的层压温度匹
配，用于在光伏组件的层压温度下与光伏电池形成焊接连接关系，辅助线为金属线、焊带、透明或非透明塑料线。焊带为表面具有焊接涂层的金属线。
[0025]当辅助线为高分子材料塑料线时，如聚酰胺、线型碳酸聚酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸类塑料等材料时，则可以采用激光焊接工艺(汽车产业有成熟工艺技术)，首先用激光在主栅线表面形成微结构，然后与高分子材料结合连接。这种方式的工艺更为复杂，但高分子材料有一定成本优势。另外，高分子材料可以透明，在光学遮挡损失方面具有一定优势。
[0026]当辅助线和主栅线都是常见的涂锡铜带时，辅助线和主栅线之间的焊接非常简单，可以通过热风、红外、热压、感应加热等多种方式形成非常牢固的合金交叉焊接点。上述合金焊接方式简单易行，便于操作，非常具有实用性。
[0027]进一步限定，多主栅互联结构与一块光伏电池的表面的通过至少3个连接点进行连接，其中2个连接点本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光伏电池串，包括相邻的两块光伏电池，相邻的两块光伏电池分为第一光伏电池和第二光伏电池，光伏电池为无主栅光伏电池，第一光伏电池的表面具有多主栅互联结构，其特征是：所述的多主栅互联结构具有沿第一方向延伸并沿第二方向间隔排布的n1根导电的主栅线和沿第二方向延伸的n2根辅助线，辅助线与n1根主栅线连接为一个整体，n1根主栅线的一侧具有延伸出第一光伏电池的表面的延伸段，用于与相邻的第二光伏电池进行连接，多主栅互联结构与第一光伏电池的表面通过n3个导电或非导电的连接点进行连接，n1≥2，n2≥1，n3≥2。2.根据权利要求1所述的光伏电池串，其特征是：所述的n1根主栅线的一侧的延伸段与第二光伏电池的极性相反的表面的背电极直接焊接连接，主栅线为焊带；或是，所述的n1根主栅线的一侧的延伸段上具有沿第二方向延伸的n4根辅助线，n4根辅助线与n1根主栅线连接为一个整体，多主栅互联结构与第二光伏电池的极性相反的表面通过n5个导电或非导电的连接点进行连接，n4≥1，n5≥2。3.根据权利要求2所述的光伏电池串，其特征是：在第一光伏电池的表面，至少一根辅助线位于n1根主栅线的端部位置，在第二光伏电池的表面，至少一根辅助线位于n1根主栅线的延伸段的端部位置。4.根据权利要求1所述的光伏电池串，其特征是：所述的主栅线位于辅助线和光伏电池之间。5.根据权利要求1所述的光伏电池串，其特征是：所述的辅助线与主栅线通过焊接或粘接的方式在相交处形成连接关系，多主栅互联结构与光伏电池的表面的连接点通过焊接或粘接的方式形成。6.根据权利要求1所述的光伏电池串，其特征是：所述的n1根主栅线的端部位置的辅助线为排布在最外侧的一根主栅线的弯折部分。7.根据权利要求1所述的光伏电池串，其特征是：所述的主栅线为低温焊带，低温焊带的焊接温度与光伏组件的层压温度匹配，用于在光伏组件的层压温度下与光伏电池形成焊接连接关系，辅助线为金属线、焊带、透明或非透明塑料线。8.根据权利要求3所述的光伏电池串，其特征是：所述的多主栅互联结构与一块光伏电池的表面的通过至少3个连接点进行连接，其中2个连接点位于主栅线的端部位置的辅助线上，另一个连接点位于光伏电池的另一侧边缘的中部。9.根据权利要求1所述的光伏电池串，其特征是：所述的光伏电池的表面具有焊盘或粘盘，用于与多主栅互联结构形成连接点，焊盘为Ag浆焊盘、Ag/Cu浆焊盘、Ag/Sn浆焊盘、Al浆焊盘、AgAl浆焊盘、Ni浆焊盘或者AgNi浆焊盘，粘盘导电或非导电，具体为EVA热熔胶粘盘、丙烯酸胶粘盘、环氧胶粘盘或者混合有导电粒子的...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄耀纶，
申请(专利权)人：黄耀纶，
类型：发明
国别省市：